在全球低碳经济与能源革命的大趋势下,国际社会对能源安全、生态环境、异常气候等领域日益重视。减少化石能源燃烧、加快开发和利用可再生能源已成为世界各国的普遍共识和一致行动。
目前电作为技术成熟、环境友好的可再生能源,已在全球范围内实现大规模的开发应用。截至 2021 年末,全球已有 100 多个国家开始发展风电,其中美国、丹麦、荷兰、英国、德国、瑞典、加拿大等国家均在风力发电的研究与应用方面投入了大量的人力和资金。
近年来,我国风电发电量占总发电量的比重逐年上升,2021年全年风电发电量达到 6,526 亿千瓦,同比增长 40.5%,占全部发电量的比例达到 8.04%;2021年,非化石能源发电量占总发电量比重为 34.6%,这一数据距离 2030年非化石能源发电占比达到 50%的目标仍有较大差距,风电作为重要的非化石能源发电方式,未来仍有很大的增长空间。
随着风电装机容量与运行年限的不断增长,风电火灾事故也同步增长。
风力发电机的火灾特点
火灾扑救难度大:由于风电机组远离救援中心且在70~160米高度处,人员逃离通道单一(只有塔架爬梯,如有安全逃生绳,逃生较灵活),一旦出现火灾,首要保证人员撤离,对设备本身的救援可能性近乎为零。
火灾损失大:单台风电机组设备价格约600-1500万元不等,一旦发生火灾,除了造成设备的直接损失外,还可能引起间接损失,比如对电网的影响等。
火灾隐患点多:风电机组为电气设备,从上到下都存在发生火灾可能,且火灾环境恶劣(机舱外部空气流动大,塔筒内部容易形成空气对流等)。
火灾类型复杂:风电机组包含不同种类和用途的润滑油脂、液压油、电器设备、电线电缆、叶片、机舱罩及其保温层等材料,电气火灾、固体火灾和液体火灾均有可能发生
火灾事故后的设备停机修复成本非常高,如何提高风电运营安全性和稳定性,尽量减少或避免火灾事故,是风电企业和运维公司面临的困难与挑战。
风力发电机的重点防护部位
针对风电机组的特点,需要对机组重点关注的部位如下:
轮毂内部:变桨控制柜,电源柜、驱动电机等;
机舱内部:发电机、液压系统、齿轮箱、刹车系统、控制柜、连接电缆等;
塔底:变流器、控制柜、变压器、基础电气柜等。
风力电机消防安全系统应解决的关键问题
早期报警监控:由于风电场一般偏僻,人员很难快速赶到现场,另外风力发电机组机舱内气流速度很快,传统的火灾探测方法难以适应这一要求,因此,风电机组既要有对火灾的极早期观察,又要有对火灾时的及时识别。
有效火灾控制、扑救措施:由于风力发电机组内气流速度较快,且有时无法立即停机特点,可能产生持续的高温,也就存在燃烧的持续热源。因此,有效的灭火方案应该是可以快速扑灭火灾,并能保持很强的抗复燃能力。
有效防火和阻火措施:我国消防安全工作的方针是“预防为主,防消结合”。预防重于救灾。因此,采用有效的预防措施、提高机组可燃物的耐火性能、和阻止火灾的传播与蔓延具有十分意义。
消防安全系统的环境适应能力:由于风电场使用环境包括海洋、高原、风沙,高温、低温等恶劣环境,因此,要求消防系统具有较高的环境适应能力。
为了完美攻克风电消防的重点难点,及安盾消防研发团队查阅近10年的风电火灾事故案例,深入分析事故成因,并走访调研各大风电场和风电设备制造企业,历经三年艰辛,目前针对各个火灾易发环节均设有完善的消防解决方案,同时研发出多种风电自动灭火系统和风电专用灭火装置,适配于各类风电设备。
及安盾消防自行研发生产的风电消防专用灭火装置温度适应范围广、抗盐腐、抗导电,能有效适应各类极端恶劣的环境和天气,并且安装方便、十年免维护,极大地提高了风电运营的安全性,直接为风电企业和运维公司降低因火灾隐患导致的损失,间接降低了运维成本、增加了发电效益。
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